Model Peluncuran Roket Berlebihan!: 11 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Beberapa waktu yang lalu saya merilis posting Instructables tentang 'Pengontrol Peluncuran Roket Model Pembunuhan Berlebihan' saya bersama dengan video YouTube. Saya menjadikannya sebagai bagian dari proyek roket model besar di mana saya membuat segala sesuatunya semaksimal mungkin, dalam upaya untuk belajar sebanyak mungkin tentang elektronik, pemrograman, pencetakan 3D, dan bentuk pembuatan lainnya. Pos Instructables sangat populer dan orang-orang sepertinya menyukainya, jadi saya memutuskan untuk membuat satu tentang landasan peluncuran baru saya yang berlebihan!

Model landasan peluncuran roket yang khas terdiri dari rel yang memandu roket dan struktur dasar untuk menahannya. Tetapi ketika saya mencoba membuat segala sesuatunya menjadi berlebihan, saya tahu saya tidak bisa hanya memiliki rel. Setelah banyak penelitian, saya menemukan beberapa model landasan peluncuran roket yang mirip dengan landasan peluncuran asli, meskipun terbuat dari kayu dan terlihat sangat berantakan.

Jadi saya mulai melakukan brainstorming bagaimana saya bisa membuat milik saya yang paling canggih dan rumit di dunia. Saya memutuskan bahwa tidak ada ide yang 'terlalu gila' atau 'mustahil untuk dicapai oleh anak berusia 16 tahun', jadi ide apa pun yang terjangkau ditulis dan dibuat. Saya memutuskan sejak awal bahwa saya ingin melanjutkan tema badass yang terlihat pada roket dan pengontrol saya, jadi rangka baja dan pelat aluminium adalah pilihan yang tepat.

Tapi Eddy, apa yang dimiliki landasan peluncuran dan apa fungsinya yang membuatnya begitu berbeda?

Roket model saya bukan roket biasa dengan sirip. Sebaliknya roket diisi dengan elektronik khusus dan peralatan kontrol vektor dorong. Kontrol vektor dorong, atau TVC, melibatkan menggerakkan motor di dalam roket untuk mengarahkan daya dorongnya dan karenanya mengarahkan roket ke lintasan yang sesuai. Namun ini melibatkan panduan GPS yang ILEGAL! Jadi roket saya menggunakan TVC untuk menjaga agar roket tetap super stabil dengan giroskop di komputer penerbangan, tanpa peralatan GPS. Stabilisasi aktif legal, panduan tidak!

Setelah intro yang panjang ini, saya masih belum menjelaskan apa sebenarnya fungsi pad dan fitur-fiturnya! Landasan peluncuran bukanlah rel sederhana, melainkan sistem yang sangat kompleks yang diisi dengan komponen mekanis, elektronik, dan pneumatik. Tujuannya adalah untuk membuatnya mirip dengan landasan peluncuran nyata, yang menjelaskan banyak fitur. Pad ini memiliki piston pneumatik untuk menarik kembali strongback, klem atas dan klem dasar yang dicetak 3D, komunikasi nirkabel dengan pengontrol, banyak pencahayaan RGB (tentu saja!), Rangka baja, pelat pemeriksa aluminium yang menutupi alas, sisi aluminium yang disikat, parit api dan beberapa komputer khusus untuk mengontrol semuanya.

Saya akan segera merilis video YouTube tentang landasan peluncuran, serta banyak video lain yang telah saya buat menjelang peluncuran pertama dalam waktu sekitar 2 bulan. Hal penting lainnya untuk dicatat bahwa posting Instructables ini akan lebih sedikit tentang cara dan lebih banyak proses saya dan beberapa bahan untuk dipikirkan.

Perlengkapan

Karena saya tinggal di Australia, bagian dan tautan saya kemungkinan akan berbeda dengan milik Anda, saya sarankan melakukan riset sendiri untuk menemukan apa yang tepat untuk proyek Anda.

Dasar:

Bahan untuk membuat bingkai (kayu, logam, akrilik, dll)

Tombol dan sakelar

filamen PLA

Banyak sekrup M3

Elektronik

Anda dapat menggunakan alat apa pun yang Anda miliki, tetapi inilah yang paling sering saya gunakan:

Besi solder

Mengebor

Pemantik rokok (untuk tabung panas menyusut)

Gergaji jatuh

tukang las MIG

Tang

Pengemudi sekrup

Multimeter (ini adalah penyelamat hidup saya!)

Langkah 1: Memulai

Apa yang perlu dilakukan landasan peluncuran? Seperti apa tampilannya? Bagaimana saya bisa membuatnya melakukan ini? Apa anggarannya? Ini semua adalah pertanyaan yang sangat penting untuk ditanyakan pada diri sendiri sebelum Anda mulai menangani tugas ini. Jadi mulailah dengan mendapatkan beberapa kertas, menggambar beberapa sketsa dan menuliskan ide-ide. Melakukan banyak penelitian juga akan banyak membantu Anda, itu mungkin hanya memberi Anda ide emas yang membuatnya jauh lebih baik!

Setelah Anda memikirkan semua yang ingin Anda lakukan, bagi menjadi beberapa bagian sehingga tidak terlalu berlebihan. 6 bagian utama saya adalah pekerjaan logam, klem dasar, pneumatik, perangkat lunak, elektronik, dan pencahayaan. Dengan membaginya menjadi beberapa bagian, saya dapat melakukan sesuatu secara berurutan dan memprioritaskan apa yang perlu dilakukan secepatnya.

Pastikan Anda merencanakan semuanya dengan sangat baik dan membuat diagram dari setiap sistem sehingga Anda dapat memahami bagaimana semuanya akan bekerja. Setelah Anda tahu apa yang perlu dilakukan dan bagaimana Anda akan melakukannya, sekarang saatnya untuk mulai membangunnya!

Langkah 2: Pekerjaan Logam

Saya memutuskan landasan peluncuran ini akan menjadi kesempatan bagus untuk belajar sedikit tentang pengerjaan logam, jadi itulah yang saya lakukan. Saya mulai dengan merancang struktur baja dan memasukkan semua dimensi. Saya memilih bingkai yang cukup mendasar, meskipun saya memutuskan untuk memotong ujungnya menjadi 45 derajat di mana pun ada tikungan 90 derajat, hanya untuk belajar lebih banyak dan mendapatkan lebih banyak pengalaman. Desain terakhir saya adalah rangka dasar, dengan benteng yang dipasang pada engsel. Kemudian akan ada aluminium yang menutupinya dan strip tepi untuk membuatnya sedikit lebih rapi. Itu juga akan mencakup parit api yang terbuat dari pipa baja yang memiliki beberapa potongan 45 derajat di ujungnya, sehingga nyala api keluar sedikit miring.

Saya mulai dengan memotong semua bagian bingkai dan kemudian mengelasnya bersama-sama. Saya memastikan tidak ada lasan di bagian luar, jika tidak pelat aluminium tidak akan menempel pada bingkai. Setelah banyak penjepitan dan magnet, saya bisa mendapatkan bingkai yang dilas lurus. Saya kemudian memotong semua pelat aluminium sesuai ukuran dengan beberapa gunting logam besar dan memotong strip tepi dengan beberapa potongan timah. Setelah itu selesai, semuanya terpasang pada tempatnya, yang terbukti lebih sulit dari yang saya harapkan.

Tepi baja dan aluminium benteng kemudian dicat hitam dan benteng dipasang pada engselnya. Terakhir, beberapa braket baja sederhana dibuat untuk piston, yang memungkinkannya menarik kembali benteng dan berputar pada titik pivotnya.

Langkah 3: Klem Dasar

Dengan kerangka utama selesai dan pad mulai terlihat seperti sesuatu, saya memutuskan untuk membuatnya memegang roket sesegera mungkin. Jadi klem dasar dan klem atas berada di urutan berikutnya.

Klem dasar harus dapat menahan roket saat sedang didorong, dan kemudian melepaskannya pada waktu yang tepat. Dengan daya dorong sekitar 4,5Kg, roket akan menghancurkan motor servo sg90 yang digunakan pada klem dasar. Ini berarti saya harus membuat desain mekanis yang akan menghilangkan semua tekanan dari servo dan alih-alih memasukkannya ke bagian struktural. Servo kemudian harus dapat dengan mudah menarik kembali klem sehingga roket dapat lepas landas. Saya memutuskan untuk mengambil beberapa inspirasi dari kotak yang tidak berguna untuk desain ini.

Servo dan bagian mekanik juga harus tertutup sempurna agar tidak bersentuhan langsung dengan knalpot roket, sehingga dibuat penutup samping dan atas. Penutup atas harus bergerak untuk menutup 'kotak' ketika klem ditarik, saya cukup menggunakan beberapa karet gelang untuk menariknya ke bawah. Meskipun Anda juga bisa menggunakan pegas atau bagian mekanis lainnya untuk menariknya. Klem dasar kemudian harus dipasang ke landasan peluncuran pada rel yang dapat disesuaikan sehingga posisinya dapat disetel dengan baik, dan berpotensi menahan roket lain. Adaptasi penting untuk klem dasar.

Klem dasar sangat menantang bagi saya karena saya tidak memiliki pengalaman dengan suku cadang mekanis, dan semuanya harus memiliki toleransi 0,1 mm agar dapat bekerja dengan lancar. Saya membutuhkan waktu 4 hari berturut-turut sejak saya memulai klem hingga saat saya memiliki klem pertama yang berfungsi penuh karena ada banyak CAD dan pembuatan prototipe yang terlibat untuk membuatnya bekerja dengan lancar. Saat itu satu minggu lagi pencetakan 3D, karena setiap penjepit memiliki 8 bagian untuk bekerja.

Kemudian ketika saya menginstal komputer pad, saya menyadari bahwa saya hanya berencana menggunakan satu pin Arduino untuk mengontrol empat servos. Ini akhirnya tidak berfungsi dan saya juga memiliki masalah pengatur tegangan, jadi saya membuat 'komputer servo' yang berada di bawah landasan peluncuran dan mengontrol klem. Regulator kemudian dipasang ke pelat aluminium bantalan untuk digunakan sebagai heat sink besar. Komputer servo juga menghidupkan dan mematikan daya ke servos dengan MOSFET, sehingga mereka tidak hidup di bawah tekanan konstan.

Langkah 4: Klem Atas

Setelah berminggu-minggu mengerjakan klem dasar dan elektronik terkait, inilah saatnya untuk membuat lebih banyak klem! Klem atas adalah desain yang sangat sederhana, meskipun sangat lemah dan pasti akan ditingkatkan di masa mendatang. Mereka hanya braket sederhana yang disekrup ke benteng dan menahan motor servo. Dipasang pada motor servo ini adalah lengan yang memiliki tanduk servo yang direkatkan dengan epoksi. Di antara lengan-lengan ini dan roket ada beberapa potongan kecil melengkung yang berputar dan membentuk diri mereka sendiri ke bentuk roket.

Klem ini memiliki kabel yang mengalir melalui benteng dan masuk ke komputer pad utama yang mengontrolnya. Satu hal yang perlu ditambahkan adalah butuh waktu lama untuk menyesuaikan posisi terbuka dan tertutup mereka di perangkat lunak saat saya mencoba untuk tidak menghentikan servos, tetapi masih memegang roket dengan aman.

Untuk mendesain klem, saya menggambar tampilan 2D bagian atas roket dan benteng, dengan dimensi yang tepat di antara keduanya. Saya kemudian dapat merancang lengan dengan panjang yang tepat dan servos dengan lebar yang tepat untuk menahan roket.

Langkah 5: Pencahayaan

Sebagian besar langkah dari sini tidak benar-benar berurutan, pada dasarnya saya dapat melakukan apa pun yang saya inginkan pada hari atau minggu itu. Namun saya masih hanya fokus pada satu bagian pada satu waktu. Landasan peluncuran memiliki 8 LED RGB yang terhubung ke tiga pin Arduino, yang berarti semuanya memiliki warna yang sama dan tidak dapat dialamatkan satu per satu. Memberi daya dan mengendalikan banyak LED RGB ini merupakan tugas besar tersendiri karena setiap LED membutuhkan resistornya sendiri. Masalah lainnya adalah mereka akan menarik terlalu banyak arus jika mereka menggunakan satu pin Arduino per warna, jadi mereka membutuhkan sumber tegangan eksternal, diatur ke tegangan yang benar.

Untuk melakukan semua ini saya membuat komputer lain yang disebut 'Papan LED'. Ia mampu menyalakan hingga 10 LED RGB yang semuanya memiliki resistornya sendiri. Untuk memberi daya pada mereka semua, saya menggunakan transistor untuk mengambil daya dari tegangan yang diatur dan menyalakan warna sesuai keinginan. Ini memungkinkan saya untuk tetap menggunakan hanya tiga pin Arduino, tetapi tidak menarik terlalu banyak arus sehingga akan menggoreng papan.

Semua LED berada dalam kurung cetak 3D khusus yang menahannya di tempatnya. Mereka juga memiliki kabel Dupont yang dibuat khusus yang dihubungkan ke Papan LED dan diarahkan dengan rapi melalui struktur landasan peluncuran.

Langkah 6: Penumatik

Saya selalu tertarik pada pneumatik dan hidraulik, meskipun tidak pernah sepenuhnya memahami cara kerja sistem. Dengan membeli piston murah dan fitting murah, saya dapat mempelajari cara kerja pneumatik dan menerapkannya pada sistem saya sendiri. Tujuannya adalah untuk menarik kembali benteng dengan lancar dengan piston pneumatik.

Sistem akan membutuhkan kompresor udara, pembatas aliran, tangki udara, katup, katup pelepas tekanan, dan berbagai alat kelengkapan. Dengan beberapa desain cerdas dan banyak braket cetak 3D khusus, saya hampir tidak dapat memasukkan semua ini ke dalam pad.

Sistem yang saya rancang cukup mendasar. Pompa kompresor udara mengisi tangki udara dan pengukur tekanan digunakan untuk melihat tekanan (target 30PSI). Katup pelepas tekanan akan digunakan untuk menyesuaikan tekanan tangki, keamanan dan melepaskan udara saat tidak digunakan. Ketika benteng siap untuk ditarik kembali, katup solenoid akan diaktifkan oleh komputer, membiarkan udara masuk ke piston dan mendorongnya kembali. Pembatas aliran akan digunakan sebagai cara untuk memperlambat gerakan retraksi ini.

Tangki udara saat ini tidak digunakan, karena saya belum memiliki perlengkapan yang diperlukan untuk itu. Tangkinya hanyalah alat pemadam api kecil tua, dan menggunakan ukuran pas yang sangat unik. Dan ya itu adalah dumbbell 2Kg, jika tidak ada, pad akan terbalik saat strongback ditarik.

Langkah 7: Elektronik

Bagian terpenting, bagian utama dan bagian dengan masalah yang tak ada habisnya. Semuanya dikendalikan secara elektronik, tetapi beberapa desain PCB sederhana namun bodoh dan kesalahan skema menyebabkan mimpi buruk. Sistem nirkabel masih tidak dapat diandalkan, input tertentu rusak, ada noise di saluran PWM, dan banyak fitur yang saya rencanakan tidak berfungsi. Saya akan membuat ulang semua elektronik di masa depan, tetapi saya akan hidup dengan itu untuk saat ini karena saya tertarik untuk peluncuran pertama. Ketika Anda berusia 16 tahun secara otodidak tanpa kualifikasi dan pengalaman, segala sesuatunya pasti akan salah dan gagal. Tetapi kegagalan adalah bagaimana Anda belajar, dan sebagai akibat dari banyak kesalahan saya, saya dapat belajar banyak dan meningkatkan keterampilan dan pengetahuan saya. Saya berharap elektronik akan memakan waktu sekitar dua minggu, setelah 2,5 bulan masih hampir tidak berfungsi, betapa buruknya saya gagal yang satu ini.

Jauh dari semua masalah, mari kita bicara tentang apa yang berhasil dan apa yang seharusnya dilakukan. Komputer pada awalnya dirancang untuk melayani banyak tujuan. Ini termasuk kontrol LED, kontrol servo, kontrol katup, kontrol pengapian, komunikasi nirkabel, peralihan mode dengan input eksternal dan kemampuan untuk beralih antara daya baterai dan daya eksternal. Banyak dari ini tidak berfungsi atau rusak, meskipun versi mendatang dari Thrust PCB akan memperbaiki situasi ini. Saya juga mencetak 3D penutup komputer untuk menghentikan kontak langsung dengan knalpot.

Ada sejumlah besar penyolderan yang terlibat selama proses karena saya membuat dua komputer utama, komputer servo, dua Papan LED, banyak kabel dan kabel Dupont khusus. Semuanya juga diisolasi dengan tepat dengan tabung panas menyusut dan pita listrik, meskipun itu tidak menghentikan korsleting yang masih terjadi!

Langkah 8: Perangkat Lunak

Perangkat lunak! Bagian yang saya bicarakan sepanjang waktu tetapi enggan untuk dirilis pada tahap ini. Semua perangkat lunak proyek pada akhirnya akan dirilis, tetapi saya menahannya untuk saat ini.

Saya telah merancang dan memproduksi perangkat lunak yang sangat rumit dan panjang untuk menghubungkannya dengan pengontrol dengan sempurna. Meskipun masalah perangkat keras nirkabel memaksa saya untuk membuat ulang perangkat lunak yang sangat mendasar. Sekarang pad menyala, set dan klem untuk menahan roket dan menunggu satu sinyal dari pengontrol yang memberitahunya untuk memulai hitungan mundur. Kemudian secara otomatis melewati hitungan mundur dan diluncurkan tanpa dan menindaklanjuti sinyal yang diterima. Ini membuat tombol E-stop pada pengontrol tidak berguna! Anda dapat menekannya tetapi begitu hitungan mundur dimulai, tidak ada yang bisa menghentikannya!

Ini adalah prioritas tertinggi saya untuk memperbaiki sistem nirkabel langsung setelah peluncuran pertama. Meskipun itu akan memakan waktu sekitar satu setengah bulan kerja (dalam teori) dan ratusan dolar, itulah sebabnya saya tidak memperbaikinya sekarang. Sudah hampir setahun sejak saya memulai proyek dan saya mencoba untuk meluncurkan roket ke langit pada atau sebelum peringatan satu tahun (4 Oktober). Ini akan memaksa saya untuk meluncurkan dengan sistem darat yang sebagian tidak lengkap, meskipun peluncuran pertama lebih fokus pada kinerja roket.

Saya akan memperbarui bagian ini di masa mendatang untuk menyertakan perangkat lunak akhir dan penjelasan lengkapnya.

Langkah 9: Pengujian

Pengujian, pengujian, pengujian. TIDAK ADA yang saya buat berhasil dengan sempurna pertama kali, begitulah cara saya belajar! Pada tahap inilah Anda mulai melihat asap, semuanya berhenti bekerja atau segalanya berhenti. Ini hanya masalah kesabaran, menemukan masalah dan mencari cara untuk memperbaikinya. Hal-hal akan memakan waktu lebih lama dari yang Anda harapkan dan lebih mahal dari yang Anda kira, tetapi jika Anda ingin membangun roket yang berlebihan tanpa pengalaman, maka Anda harus menerimanya.

Setelah semuanya bekerja dengan sempurna dan lancar (tidak seperti milik saya), Anda siap menggunakannya! Dalam kasus saya, saya akan meluncurkan roket model saya yang sangat berlebihan yang menjadi dasar seluruh proyek…

Langkah 10: Luncurkan

Siapa pun yang mengingat posting Instructables terakhir saya akan tahu bahwa ini adalah titik di mana saya mengecewakan Anda. Roket masih belum diluncurkan, karena ini adalah proyek besar! Saat ini saya menargetkan 4 Oktober, meskipun kami akan melihat apakah saya memenuhi tenggat waktu itu. Sebelum itu, saya memiliki lebih banyak hal yang harus dilakukan dan banyak pengujian yang harus dilakukan, yang berarti ada lebih banyak pos yang dapat diinstruksikan dan video YouTube dalam perjalanan selama dua bulan ke depan!

Tetapi sementara Anda menunggu rekaman peluncuran yang manis itu, mengapa tidak mengikuti perkembangannya dan melihat di mana saya berada dengan semuanya:

YouTube:

Twitter (pembaruan harian):

Instagram:

Instruksi Pengontrol:

Situs web saya yang cerdik:

Stiker:

Saat ini saya sedang mengerjakan video landasan peluncuran yang akan ada di YouTube dalam beberapa minggu (semoga)!

Langkah 11: Satu Langkah Lebih Jauh!?

Jelas saya masih memiliki jalan panjang sampai semuanya bekerja seperti yang saya inginkan, meskipun saya sudah memiliki daftar ide masa depan tentang bagaimana saya bisa membuatnya lebih baik dan lebih berlebihan! Serta beberapa peningkatan penting.

- Klem atas yang lebih kuat

- Peredam punggung yang kuat

- Cadangan berkabel (untuk saat nirkabel mengganggu)

- Opsi daya eksternal

- Mode tampilan

- Luncurkan pusar

- Dan tentu saja, perbaiki semua masalah saat ini

Berbicara tentang masalah saat ini:

- Sistem nirkabel rusak

- Masalah MOSFET

- Kebisingan PWM

- aktuasi benteng 1 arah

Terima kasih telah membaca posting saya, saya harap Anda mendapatkan inspirasi hebat darinya!